CN202327184U - 高压差调节球阀 - Google Patents
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Abstract
高压差调节球阀，包括主阀体、副阀体、支撑板、阀杆、阀座、球芯和节流组件，节流组件由固定连接在球芯通道内的若干层孔板组成，孔板上均布通孔，孔板前后两个边即孔板的球芯通道入口部位和出口部位的两个边是与球芯球面弧度相同的圆弧边，孔板尾部即孔板的球芯通道出口部位是折板，折板与介质流动方向成5～45°的夹角。本实用新型与现有技术相比具有以下优点：阀门全关时不需要保持静密封压力；轴向旋转比轴向直行程提供更优异和耐久的阀杆处填料密封，可加装紧急注脂密封阀，防止外泄漏；对高差压、泥浆及颗粒介质等苛刻工况的适用性更强；具有更大的可调比和Cv值；外形尺寸相对小。
Description
技术领域
本实用新型涉及调节阀技术领域，尤其涉及工业管道用调节阀球阀，具体涉及多级降压和降噪的高压差球阀。
背景技术
石油、天然气长输管网调压及化工和冶金的一些苛刻工况，都需要高压差调节阀来控制工作介质的入口或出口流量。然而，对于液体介质，在高压差下会产生空化作用而导致调节阀的阀座、阀芯等节流元件空蚀损坏，致使调节阀严重泄漏，甚至失去调节控制功能；对于气(汽)体介质，由于其可压缩性，在高压差下流经阀的节流孔时，其流速高达100m/s，甚至超过声速，其静压能转换成巨大的动能突然释放，除对阀座、阀芯等节流元件产生高流速冲蚀，引起调节阀泄漏外，还会产生高达100分贝(dBA)以上的流体动噪声，对人的身心健康造成伤害。
空化、高流速冲蚀以及流体动力噪声均系高压差所致。研究表明，将阀的总压差用分级降压的办法即可防止液体在节流降压过程中产生空化、减小气(汽)体在节流降压过程中的冲蚀和流体动力噪声。
现有技术的迷宫式调节阀，具有降压和降噪及防气蚀抗空化的能力，其不足是：1、由于它的降压沟槽是迷宫式的叠片组合而成，介质中微小的颗粒就容易将其堵塞，使阀门失去了其应有的功能；2、在可压缩流体中调节阀阀笼尺寸是通道口径的函数，因此阀腔和出口尺寸较大；3、迷宫式调节阀关闭时阀芯平衡压力需内部移动或静压密封，很难保持密封紧密，关闭力矩较大，同时阀杆做直线运动容易损坏填料引起介质外泄；4、在一些要求流量控制范围大，具有自清洁性，开关迅速，密封性好，同时要具备超大尺寸杂质通过性的工况下，迷宫式调节阀无法适用。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种高压差调节球阀，使之即具备普通球阀的功能又具有调节阀的功能，可具有不同的特性曲线和Cv值，又具备降噪和抗气蚀的功能。
为达到这一目的，本实用新型采用如下技术方案：高压差调节球阀，包括主、副阀体、支撑板、阀杆、阀座和球芯，支撑板、阀杆、阀座和球芯安装在主、副阀体中，阀座置于上游副阀体介质入口处，球芯置于阀座上，阀杆通过支撑板与球芯连接，其特征在于：所述高压差调节球阀还包括节流组件，所述节流组件由固定连接在球芯通道内的若干层孔板组成，若干层孔板顺球芯通道方向平行竖立布置，各层孔板的宽度不相同，以球芯通道中心位置处的高度为基准各层孔板的宽度依据球芯通道高度为限递减，孔板上均布通孔，孔板前后两个边即孔板的球芯通道入口部位和出口部位的两个边是与球芯球面弧度相同的圆弧边，孔板尾部即孔板的球芯通道出口部位是折板，折板与介质流动方向成5～45°的夹角，折板边线距圆弧边中心距离为6-20mm。
本实用新型所述高压差调节球阀，其特征在于所述孔板上的通孔直径为3-18mm，相邻孔之间的距离为2-10mm。
本实用新型所述高压差调节球阀，其特征在于所述孔板上的通孔为阶梯孔，阶梯孔的阶数为2-5阶。
本实用新型所述高压差调节球阀，其特征在于所述若干层孔板为1-20层。
本实用新型所述高压差调节球阀，其特征在于所述固定连接在球芯通道内的若干层孔板制成集成块式连接在球芯通道内，所述集成块式是在相邻两块孔板之间设置垂直于孔板的支撑盲板，相邻两块孔板之间的距离为8-20mm，将若干层孔板连成一个集成块，集成块最外层的孔板上的盲板与球芯通道相连。
本实用新型所述高压差调节球阀，其特征在于在高压差调节球阀单向密封时所述球芯通道出口处开有一道扇形豁口，豁口由切掉球芯通道出口的与折板方向相反的一边形成，豁口的深度为距离球芯通道出口面5-10mm。
本实用新型的平行孔板及球芯尾部设计，降低了阀门的动态扭矩。它是固有的等百分比流量调节控制，当成倍增加孔板数量时，阀门内在的流量特性可以修正成线性。阀门大开度时，堆积在前端的杂质及附着在孔板上的介质，能够被流体带走，对阀门特性及部件均不会产生不良影响，使阀门始终处于良好工作状况。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1.阀门全关时不需要保持静密封压力，结构为压力辅助密封。
2.轴向旋转比轴向直行程提供更优异和耐久的阀杆处填料密封，可加装紧急注脂密封阀，防止外泄漏。
3.对高差压(高噪音及气蚀工况)、泥浆及颗粒介质等苛刻工况的适用性更强。
4.更大的可调比和Cv值
5.与迷宫式调节阀相比，相同的流量，高压差球阀外形尺寸要小很多。
附图说明
本实用新型共有附图十二幅，其中
图1为本实用新型的高压差调节球阀轴侧剖面示意图；
图2为本实用新型的高压差调节球阀节流组件孔板布置示意图；
图3为本实用新型的高压差调节球阀节流组件结构主视示意图；
图4为本实用新型的高压差调节球阀节流组件结构俯视示意图；
图5为本实用新型的高压差调节球阀节流组件结构侧剖视示意图；
图6为本实用新型的高压差调节球阀球芯结构示意图；
图7为本实用新型的高压差调节球阀球芯局部结构剖解示意图；
图8为本实用新型的高压差调节球阀阀芯处于全关位置示意图；
图9为本实用新型的高压差调节球阀阀芯处于微启位置示意图；
图10为本实用新型的高压差调节球阀阀芯处于约60度角位置示意图；
图11为本实用新型的高压差调节球阀阀芯处于全开位置示意图；
图12为本实用新型的高压差调节球阀孔板带阶梯孔的节流组件示意图。
附图中，1、节流组件，2、球芯，3、阀座，4、阀杆，5、支撑板，6、主阀体，7、副阀体，8、豁口，9、孔板，10、盲板，11、孔板上的通孔，12、孔板尾部，13、阶梯孔。
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图对本实用新型作进一步说明。
实施例1
如图1～7所示，高压差调节球阀包括主阀体6、副阀体7、支撑板5、阀杆4、阀座3和球芯2，支撑板5、阀杆4、阀座3和球芯2安装在主阀体6上，阀座3置于上游副阀体7内介质入口处，球芯2置于阀座3上，阀杆4通过支撑板5与球芯2连接，两个副阀体7连接在主阀体6的入口和出口处，节流组件1由固定连接在球芯通道内的1-20层孔板9组成，1-20层孔板9顺球芯通道方向平行竖立布置，各层孔板9的宽度不相同，以球芯通道中心位置处的高度为基准各层孔板9的宽度依据球芯通道高度为限递减，孔板9上均布直径为3-18mm通孔11，孔板9前后两个边即孔板的球芯通道入口部位和出口部位的两个边是与球芯球面弧度相同的圆弧边，孔板尾部12即孔板的球芯通道出口部位是折板，折板与介质流动方向成5～45°的夹角。
节流组件1的孔板9制成集成块式连接在球芯通道内，集成块是在相邻两块孔板9之间设置垂直于孔板的支撑盲板10，将若干层孔板9连成一个集成块，集成块最外层的孔板9上的盲板与球芯2通道相连。
在高压差调节球阀单向密封时所述球芯通道出口处开有一道扇形豁口8，豁口8开在球芯2出口与折板方向相反的一边。
本实施例在球芯2全关时：利用压差及弹性阀座3的预紧力，提供优异的密封，金属硬密封V级，软密封可选。阀芯2微启时：利用多层孔板9和阀芯尾部豁口(8)，降低出口流速，减少噪音和气蚀，避免流体介质对下游副阀体7的冲刷。阀门流通面积逐步提升，孔板9阻力减小，进入大流量精确调整状态，可调比可达100∶1，大口径时可达300∶1。当阀芯2开启约60度角时效果最佳。当阀芯2全开时：流阻系数很小，提供近似全通径球阀的大流量通过性，并使得普通杂质的通过率达到100％。
实施例2
与实施例1相同，只是孔板9中孔11为二阶的阶梯孔13，介质经阶梯孔13节流后，使球阀降压级数和降噪功能成倍增加。二阶的阶梯孔如图12所示。
Claims (6)
1.高压差调节球阀，包括主阀体(6)、上、下游副阀体(7)、支撑板(5)、阀杆(4)、阀座(3)和球芯(2)，支撑板(5)、阀杆(4)、阀座(3)和球芯(2)安装在主阀体(6)上，阀座(3)置于上游副阀体(7)内，即介质入口处，球芯(2)置于阀座(3)上，阀杆(4)通过支撑板(5)与球芯(2)连接，其特征在于：所述高压差调节球阀还包括节流组件(1)，所述节流组件(1)由固定连接在球芯(2)通道内的若干层孔板(9)组成，若干层孔板(9)顺球芯通道方向平行竖立布置，各层孔板(9)的宽度不相同，以球芯(2)通道中心位置处的高度为基准各层孔板(9)的宽度依据球芯通道高度为限递减，孔板(9)上均布通孔(11)，孔板(9)前后两个边即孔板的球芯通道入口部位和出口部位的两个边是与球芯球面弧度相同的圆弧边，孔板尾部(12)即孔板的球芯通道出口部位是折板，折板与介质流动方向成5～45°的夹角，折板边线距圆弧边中心距离为6-20mm。
2.根据权利要求1所述高压差调节球阀，其特征在于所述孔板上的通孔(11)直径为3-18mm，相邻孔之间的距离为2-10mm。
3.根据权利要求2所述高压差调节球阀，其特征在于所述孔板上的通孔(11)为阶梯孔，阶梯孔的阶数为2-5阶。
4.根据权利要求1所述高压差调节球阀，其特征在于所述若干层孔板(9)为1-20层。
5.根据权利要求4所述高压差调节球阀，其特征在于所述固定连接在球芯通道内的若干层孔板(9)制成集成块式连接在球芯(2)通道内，所述集成块式是在相邻两块孔板(9)之间设置垂直于孔板的支撑盲板(10)，相邻两块孔板(9)之间的距离为8-20mm，将若干层孔板(9)连成一个集成块，集成块最外层的孔板(9)上的盲板(10)与球芯通道相连。
6.根据权利要求1所述高压差调节球阀，其特征在于在高压差调节球阀单向密封时所述球芯(2)通道出口处开有一道扇形豁口(8)，豁口(8)由切掉球芯(2)通道出口的与折板方向相反的一边形成，豁口的深度为距离球芯(2)通道出口面5-10mm。
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